JP2000281872A - エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物及び半導体装置

Info

Publication number
JP2000281872A
JP2000281872A JP11093833A JP9383399A JP2000281872A JP 2000281872 A JP2000281872 A JP 2000281872A JP 11093833 A JP11093833 A JP 11093833A JP 9383399 A JP9383399 A JP 9383399A JP 2000281872 A JP2000281872 A JP 2000281872A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
resin composition
red phosphorus
flame retardant
particle size
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11093833A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasutsugu Asada
康嗣 浅田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority to JP11093833A priority Critical patent/JP2000281872A/ja
Publication of JP2000281872A publication Critical patent/JP2000281872A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 難燃性、高温保管特性、耐湿信頼性に優れた
半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供すること。 【解決手段】 エポキシ樹脂、フェノール樹脂、全エポ
キシ樹脂組成物中に0.1〜5重量%のゼオライト、無
機充填材、硬化促進剤、及び赤燐の表面を水酸化アルミ
ニウムで被覆した後、更にその表面をフェノール樹脂で
被覆した赤燐系難燃剤を必須成分とするエポキシ樹脂組
成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温保管特性、耐
湿信頼性に優れるエポキシ樹脂組成物、及びこれを用い
て半導体素子を封止してなる半導体装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年、IC、LSI等の半導体素子の封
止には、エポキシ樹脂組成物(以下、樹脂組成物とい
う)を用いた低圧封入法が一般に用いられている。この
樹脂組成物には難燃性が要求されており、通常、難燃剤
として臭素化合物と酸化アンチモンとが配合されてい
る。しかしながら、この樹脂組成物で封止された半導体
装置を高温下で保管した場合、これらの難燃剤成分から
熱分解した臭素化物が遊離し、半導体素子の接合部を腐
食し、装置の信頼性を損なうことが知られており、難燃
剤として臭素化合物と酸化アンチモンを用いなくとも、
難燃グレードV−0を達成できる樹脂組成物が要求され
ている。このように、半導体装置を高温下(例えば18
5℃等)に放置した後の半導体素子の接合部(ボンディ
ングパッド部)の耐腐食性のことをを高温保管特性とい
い、この高温保管特性を改善する手法としては、五酸化
二アンチモンを使用する方法(特開昭55−14695
0号公報)や、酸化アンチモンと有機ホスフィンとを組
み合わせる方法(特開昭61−53321号公報)等が
検討され、効果が確認されているが、最近の半導体装置
に対する高温保管特性の高い要求レベルには到達してい
ない。又、赤燐系難燃剤を使用する方法が非常に有効で
あることが最近の報文等で紹介されているが、チップに
保護膜が施されていない素子を用いた半導体装置や、ガ
ラス転移温度が試験温度よりも低い樹脂組成物系など、
耐湿性が極端に弱い分野へ適用した場合は要求を完全に
満たしておらず、更なる改良が求められている。即ち、
難燃剤として臭素化合物と酸化アンチモンを用いなくと
も、難燃性、高温保管特性、耐湿信頼性に優れたエポキ
シ樹脂組成物が要求されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、難燃性、高
温保管特性、耐湿信頼性に優れるエポキシ樹脂組成物、
及びこれを用いた半導体装置を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、(A)エポキ
シ樹脂、(B)フェノール樹脂、(C)全エポキシ樹脂
組成物中に0.1〜5重量%のゼオライト、(D)無機
充填材、(E)硬化促進剤、及び(F)赤燐の表面を水
酸化アルミニウムで被覆した後、更にその表面をフェノ
ール樹脂で被覆した赤燐系難燃剤を必須成分とし、特
に、ゼオライトの平均粒径が10〜100μm、BET
法による比表面積が800〜3500m2/gであり、
赤燐系難燃剤が、平均粒径1〜70μm、最大粒径15
0μm以下であり、且つ赤燐系難燃剤中の赤燐の含有量
が60〜95重量%であるエポキシ樹脂組成物、及びこ
れを用いた半導体装置である。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明に用いるエポキシ樹脂は、
分子中にエポキシ基を有するものであれば特に限定しな
いが、例えば、オルソクレゾールノボラック型エポキシ
樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェ
ノールメタン型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキ
シ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポ
キシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポ
キシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂等が挙げられ、こ
れらは単独でも混合して用いてもよい。樹脂組成物の硬
化性を考えると、エポキシ当量は150〜300が望ま
しい。
【0006】本発明に用いるフェノール樹脂は、分子中
にフェノール性水酸基を有するのもであれば特に限定し
ないが、例えば、フェノールノボラック樹脂、フェノー
ルアラルキル樹脂、トリフェノールメタン型樹脂、及び
これらの変性樹脂等が挙げられ、これらは単独でも混合
して用いてもよい。樹脂組成物の硬化性を考えると、水
酸基当量は80〜250が望ましい。
【0007】本発明に用いるゼオライトは、広く工業的
に用いられるものであれば特に限定しない。又、平均粒
径10〜100μm、BET法による比表面積800〜
3500m2/gのものが好ましい。平均粒径が10μ
m未満だと流動性の低下を招き、100μmを越えると
成形時に金型ゲート部を塞ぎ、未充填不良が発生するお
それがある。又、比表面積が800m2/g未満だと充
分な耐湿信頼性を得るために必要な吸着効果がなく、3
500m2/gを越えると流動性の低下を招くおそれが
ある。ゼオライトの配合量としては、全樹脂組成物中に
0.1〜5重量%が好ましい。0.1重量%未満だと高
温保管特性に対する効果が少なく、5重量%を越えると
封止材料特性として必要不可欠な難燃性が満足されず、
又、流動性が低下するので好ましくない。
【0008】本発明に用いる無機充填材の種類には特に
制限はなく、一般に封止材料に用いられているものを使
用することができる。例えば、溶融破砕シリカ粉末、溶
融球状シリカ粉末、結晶シリカ粉末、アルミナ、チタン
ホワイト、水酸化アルミニウム、タルク、クレー、ガラ
ス繊維等が挙げられる。
【0009】本発明に用いる硬化促進剤は、エポキシ樹
脂とフェノール樹脂の反応を促進できるものであれば特
に限定しないが、例えば、1,8−ジアザビシクロ
(5,4,0)ウンデセン−7、トリブチルアミン等の
アミン化合物、トリフェニルホスフィン、テトラフェニ
ルホスフォニウム・テトラフェニルボレート塩等の有機
リン系化合物、2−メチルイミダゾール等のイミダゾー
ル化合物等が挙げられ、これらは単独でも混合して用い
てもよい。
【0010】本発明に用いる赤燐系難燃剤には、赤燐の
表面を水酸化アルミニウムで被覆した後、更にその表面
をフェノール樹脂で被覆したものである。被覆に用いる
水酸化アルミニウム及びフェノール樹脂は、一般に使用
されているものであれば何でもよく、特に制限されるも
のではない。被覆の方法についても何ら制限を加えるも
のではないが、被覆の均一性の点から、液相中で硫酸ア
ルミニウムや硝酸アルミニウム等を還元して水酸化アル
ミニウムに変化させることで赤燐を被覆し、更にレゾー
ル樹脂溶液中で酸を用い、生成したフェノール樹脂で被
覆し、乾燥する方法が最も好ましい。赤燐系難燃剤中の
赤燐の含有量としては、60〜95重量%がより好まし
い。赤燐の含有量が60重量%未満だと難燃性を得るた
めに赤燐系難燃剤を樹脂組成物中に多量に配合する必要
があり、95重量%を越えると赤燐の安定性が低下する
おそれがある。又、赤燐系難燃剤は平均粒径が1〜70
μm、最大粒径が150μm以下のものが好ましい。平
均粒径が1μm未満だと樹脂組成物の流動性の低下を招
き、70μmを越えると赤燐系難燃剤の分散が悪化する
ために難燃剤としての効果が現れなくなるので好ましく
ない。又、最大粒径が150μmを越えると半導体装置
の充填性に問題が生じる。赤燐系難燃剤の配合量として
は全樹脂組成物中に0.5〜5重量%が好ましく、0.
5重量%未満では充分な難燃性が得られず、5重量%を
越えると赤燐が逆に樹脂成分の燃焼を助けてしまい充分
な難燃性が得られず、又、加速試験としての高温高湿処
理中に、発生するリン酸イオンのために耐湿信頼性が低
下するので好ましくない。赤燐系難燃剤としては、例え
ば燐化学工業(株)のノーバレッド、ノーバエクセル等が
あり、市場から簡単に入手することができる。赤燐系難
燃剤、ゼオライトは各々高温保管特性を向上させる添加
剤であるが、両者を併用することにより、理由は定かで
ないが相乗効果として、各々を単独で用いた場合に比
べ、高温保管特性も改良され、耐湿性が格段に向上す
る。
【0011】本発明の樹脂組成物は、(A)〜(F)成
分の他、難燃助剤、シランカップリング剤、着色剤、天
然ワックスや合成ワックス等の離型剤、シリコーンオイ
ル等の低応力成分等の種々の添加剤を適宜添加して使用
しても差し支えない。本発明の樹脂組成物は、(A)〜
(F)成分、及びその他の添加剤等をミキサーを用いて
常温混合し、ロール、押出機等の混練機で混練し、冷却
後粉砕して得られる。本発明の樹脂組成物を用いて、半
導体素子等の電子部品を封止し、半導体装置を製造する
には、トランスファーモールド、コンプレッションモー
ルド、インジェクションモールド等の成形方法で硬化成
形すればよい。
【0012】
【実施例】以下に、実施例を挙げて説明するが、本発明
はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
配合割合は重量部とする。先ず、実施例及び比較例で用
いた原料を示す。 エポキシ樹脂A(住友化学工業(株)・製ESCN−1
95LA、軟化点65℃、エポキシ当量200) エポキシ樹脂B(油化シェルエポキシ(株)・製YX−
4000、融点105℃、エポキシ当量195) フェノールノボラック樹脂(軟化点90℃、水酸基当量
104) ゼオライト(東ソー(株)・ゼオラムF−9、平均粒径
10オングストローム、BET法による比表面積320
0m2/g) 無機充填材(溶融破砕シリカ、平均粒径13μm) 硬化促進剤(1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウ
ンデセン−7、以下DBUという) 赤燐系難燃剤(燐化学工業(株)・製ノーバエクセルS
T140、赤燐含有量93重量%、平均粒径30μm、
最大粒径110μm) シランカップリング剤 カーボンブラック カルナバワックス
【0013】 実施例1 エポキシ樹脂A 100重量部 フェノールノボラック樹脂 60重量部 ゼオライト 10重量部 溶融破砕シリカ 700重量部 DBU 2重量部 赤燐系難燃剤 15重量部 シランカップリング剤 5重量部 カーボンブラック 3重量部 カルナバワックス 5重量部 をミキサーで混合後、100℃で二軸ロールを用いて混
練し、冷却混合後粉砕し、樹脂組成物とした。得られた
樹脂組成物を以下の方法で評価した。結果を表1に示
す。
【0014】評価方法 スパイラルフロー:EMMI−I−66に準じたスパイ
ラルフロー測定用の金型を用い、金型温度175℃、注
入圧力70kg/cm2、硬化時間2分で測定した。単
位はcm。 難燃性:UL−94に準拠し、テストピース厚1/8i
nchで測定した。 高温保管特性:低圧トランスファー成形機を用いて、金
型温度175℃、圧力70kg/cm2、硬化時間2分
で16pDIP(パッケージ幅300mils)を成形
し、175℃、8時間のポストキュアを行い、10個の
パッケージを得た。得られたパッケージを185℃に保
管し、常温でパッケージの配線の電気抵抗値を調べた。
500時間まで試験し、初期抵抗値の1.2倍以上の抵
抗値を示したものを不良と判定した。不良の生じたパッ
ケージがn個であるとき、n/10と表示した。 耐湿信頼性:低圧トランスファー成形機を用いて、金型
温度175℃、圧力70kg/cm2、硬化時間2分で
16pDIP(パッケージ幅300mils)を成形
し、175℃、8時間のポストキュアを行い、10個の
パッケージを得た。チップは保護膜を施していないアル
ミ配線がむき出しのものを用いた。得られたパッケージ
を125℃、2.3気圧の高温高湿槽に5.5Vの電圧
を印加したまま保管し、200時間まで試験した後、導
通試験を行った。1端子でも導通しないものを不良と判
定した。不良の生じたパッケージがn個であるとき、n
/10と表示した。
【0015】実施例2〜4 表1の配合に従い、実施例1と同様にして樹脂組成物を
得、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示
す。 比較例1〜6 表2の配合に従い、実施例1と同様にして樹脂組成物を
得、実施例1と同様にして評価した。結果を表2に示
す。
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】
【発明の効果】本発明に従うと、難燃性、高温保管特
性、耐湿信頼性に極めて優れた半導体装置を得ることが
できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08K 9/02 C08K 9/02 H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 Fターム(参考) 4J002 CC03X CC04X CC06X CC27X CD02W CD03W CD05W CD06W CD07W DA059 DE137 DE147 DJ006 DJ017 DJ037 DJ047 DL007 EN028 EU098 EU118 EW138 EW178 EZ008 FB079 FB269 FD017 FD139 FD14X FD158 FD160 GQ05 4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EB03 EB04 EB06 EB07 EB08 EB09 EB12 EB18 EB19 EC01 EC03 EC14 EC20

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂、(B)フェノール
    樹脂、(C)全エポキシ樹脂組成物中に0.1〜5重量
    %のゼオライト、(D)無機充填材、(E)硬化促進
    剤、及び(F)赤燐の表面を水酸化アルミニウムで被覆
    した後、更にその表面をフェノール樹脂で被覆した赤燐
    系難燃剤を必須成分とすることを特徴とするエポキシ樹
    脂組成物。
  2. 【請求項2】 ゼオライトが、平均粒径10〜100μ
    m、BET法による比表面積800〜3500m2/g
    である請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 赤燐系難燃剤が、平均粒径1〜70μ
    m、最大粒径150μm以下であり、且つ赤燐系難燃剤
    中の赤燐の含有量が60〜95重量%である請求項1、
    又は2記載のエポキシ樹脂組成物。
  4. 【請求項4】 請求項1、2、又は3記載のエポキシ樹
    脂組成物を用いて半導体素子を封止してなることを特徴
    とする半導体装置。
JP11093833A 1999-03-31 1999-03-31 エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 Pending JP2000281872A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11093833A JP2000281872A (ja) 1999-03-31 1999-03-31 エポキシ樹脂組成物及び半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11093833A JP2000281872A (ja) 1999-03-31 1999-03-31 エポキシ樹脂組成物及び半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000281872A true JP2000281872A (ja) 2000-10-10

Family

ID=14093401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11093833A Pending JP2000281872A (ja) 1999-03-31 1999-03-31 エポキシ樹脂組成物及び半導体装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000281872A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002338932A (ja) * 2001-05-14 2002-11-27 Sony Chem Corp 接着剤
JP2006274186A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Sumitomo Bakelite Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
US8315031B2 (en) 2007-10-12 2012-11-20 Panasonic Corporation Case mold type capacitor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002338932A (ja) * 2001-05-14 2002-11-27 Sony Chem Corp 接着剤
JP2006274186A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Sumitomo Bakelite Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
US8315031B2 (en) 2007-10-12 2012-11-20 Panasonic Corporation Case mold type capacitor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH11140277A (ja) エポキシ樹脂組成物及びこれを用いた半導体装置
JP3343704B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JP3537082B2 (ja) エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP3317481B2 (ja) 半導体封止用樹脂組成物
JPH08151427A (ja) エポキシ樹脂組成物
JPH10152599A (ja) エポキシ樹脂組成物
KR100781042B1 (ko) 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물 및 반도체 장치
JP2000230110A (ja) エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2843244B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JP2000281872A (ja) エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2006124420A (ja) エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2000248155A (ja) エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2000281876A (ja) エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2000281873A (ja) エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2000212392A (ja) エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2001354839A (ja) エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2000281869A (ja) エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2978313B2 (ja) 半導体装置およびそれに用いる半導体封止用エポキシ樹脂組成物
JP2000248156A (ja) エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2001158852A (ja) エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JPH05125159A (ja) エポキシ樹脂組成物、その硬化物及び半導体装置
JP2000273279A (ja) エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2002053732A (ja) エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
EP1191063A1 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2001354840A (ja) エポキシ樹脂組成物及び半導体装置